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Máquinas Elétricas Prof.: Samuel Bettoni. Dados Iniciais Prof. Samuel Bettoni Formação: Graduação em Engenharia Elétrica; Especialização em Engenharia.

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1 Máquinas Elétricas Prof.: Samuel Bettoni

2 Dados Iniciais Prof. Samuel Bettoni Formação: Graduação em Engenharia Elétrica; Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho; Mestrado em Engenharia Elétrica, área Robótica. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

3 Dados do Curso Disciplina: Máquinas Elétricas I Carga horária: 80 horas-aula Aulas: Terças e Quartas, 20:50 – 22:30 h Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

4 Objetivos Entender os aspectos físicos e matemáticos das máquinas de corrente contínua e das máquinas síncronas. Analisar o princípio de funcionamento dos motores CC. Estudar o funcionamento e aplicação de motores síncronos. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

5 Ementa Máquinas de Corrente Contínua Princípios de funcionamento; Enrolamentos do circuito de armadura; Tensão de armadura e conjugado desenvolvido; Classificação dos motores CC; Motor com excitação independente; Métodos de partida e de controle de velocidade. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

6 Ementa Máquinas síncronas: princípios de funcionamento, enrolamentos, aspectos físicos das máquinas síncronas; diagramas vetoriais, influência da carga sobre o estado de magnetização da máquina; diagramas fasoriais; circuito elétrico equivalente; curvas características do motor e do gerador de pólos lisos e de pólos salientes; geradores interligados. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

7 Critérios de Avaliação 1ª Avaliação: 60 ptos 30 ptos – 2 provas teóricas ( 15 ptos cada uma) 27/03 – 1ª prova 15/05 – 2ª prova 30 ptos – Trabalhos / Relatórios 2ª Avaliação: 40 ptos 40 ptos – prova final Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

8 Calendário Máquinas Elétricas I SemanaDiaAula SemanaDiaAula 107/fev1 - Introdução 1118/abr20 108/fev2 1224/abr21 214/fev3 1225/abr22 215/fev4 1301/maiFeriado 321/fevCarnaval 1302/mai23 322/fevCarnaval 1408/mai24 428/fev5 1409/mai25 429/fev6 1515/mai26 - Prova 2 506/mar7 1516/mai27 507/mar8 1622/mai28 613/mar9 1623/mai29 614/mar /mai30 720/mar /mai31 721/mar /jun32 827/mar13 - Prova /jun33 828/mar /jun34 903/abr /jun35 904/abr /jun /abr /jun /abr /jun /abr /jun39 Quantidade de Aulas:39 Quantidade de Aulas Teóricas: 29 Quantidade de Aulas Práticas: 10 Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

9 Bibliografia Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas Elétricas; Prentice-Hall; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

10 Bibliografia Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr, C.; Kusko, A.; Máquinas Elétricas; Bookman; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

11 Bibliografia Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e Transformadores; Globo; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

12 Bibliografia Complementar Carvalho, Geraldo; Máquinas Elétricas - Teoria e Ensaios; Érica; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

13 Um pouco de História...

14 Um pouco de História [4] Tudo começou com o grego Tales de Mileto, em 41 a.C., ao esfregar um pedaço de resina fóssil em um pano, a resina passou a atrair pequenos corpos. Depois de muito tempo, o cientista inglês William Gilbert, descobriu que muitos outros materiais poderiam atrair se fossem friccionados. A partir daí muitos inventos surgiram... Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

15 Um pouco de História [4] A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663 pelo alemão Otto von Guericke. Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes elétricas, verificou que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica. Isso permitiu a Oersted reconhecer a ligação entre o magnetismo e a eletricidade. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

16 Um pouco de História [4] O francês André Marie Ampère, em 1821, um ano depois da conclusão de Oersted, complementou o experimento criando a que chamamos de lei da mão direita. O professor de física Moritz Hermann von Jacobi obteve sucesso ao criar um motor elétrico e aplicou em um bote. O ano de 1886 pode ser considerado, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner von Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

17 Introdução às Máquinas Elétricas

18 Conversão Eletromecânica Processo de Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Campo Magnético Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

19 Conversão Eletromecânica Processo de Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Campo Magnético Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

20 Conversão Eletromecânica Máquina Elétrica: Troca de energia entre um sistema mecânico (elétrico) e um sistema elétrico (mecânico) através de um acoplamento magnético. Sistema Mecânico (Elétrico) Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico (Mecânico) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

21 Máquinas Elétricas Sistema Mecânico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Mecânica – Energia Elétrica Geradores CC/CA (Máquinas Rotativas) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

22 Máquinas Elétricas Sistema Elétrico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Mecânico As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Elétrica – Energia Mecânica Motores CC/CA (Máquinas Rotativas) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

23 Máquinas Elétricas Sistema Elétrico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Elétrica – Energia Elétrica Transformadores (Máquinas Estáticas) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

24 Máquinas Elétricas Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Campo Magnético Máquina Elétrica Máquinas Estáticas Máquinas Rotativas Corrente Alternada Corrente Continua Máquina Síncrona Gerador CC Motor de Corrente Contínua Máquina de Indução Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

25 Máquinas Elétricas Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Campo Magnético Máquina Elétrica Máquinas Estáticas Máquinas Rotativas Corrente Alternada Corrente Continua Máquina Síncrona Gerador CC Motor de Corrente Contínua Máquina de Indução Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

26 Revisão – Conceitos Básicos

27 Trabalho de uma força é a sua componente, na direção do movimento, multiplicado pela distância percorrida. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

28 Revisão – Conceitos Básicos Energia – capacidade de um sistema realizar trabalho. Unidade: 1J (Joule) = 1 W.s (Watt.segundo) Energia Elétrica: 1 kWh = 3, J Energia Mecânica: Energia cinética Energia potencial Energia térmica: 1 cal (caloria) = 4,186 J Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

29 Revisão Potência – taxa de variação do trabalho executado Unidade: 1 W = 1 J/s 1 hp (horse-power) = 745,7 W 1 cv (cavalo-vapor) = 735,3 W Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

30 Eficiência Entrada SISTEMA Saída Perdas Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

31 Caracterização das Perdas Perdas Dissipada em forma de calor: Perdas mecânicas por atrito; Perdas magnéticas (histeres e correntes de Foucault); Perdas joulicas; Perdas dielétricas; Perdas utilizadas para ventilação; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

32 Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Interação de campos elétricos ou entre campos magnéticos Interação entre campos e materiais Magnetostrição Piezoelétrico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

33 Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Armazenamento em campos magnéticos Máxima indução = 1 Tesla; Armazenamento em campos elétricos Máximo campo elétrico = 3000 kV/m; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

34 Motor de Corrente Contínua Introdução Alimentado por corrente contínua; Necessidade de controle de velocidade mantendo um torque considerável; Caracterizam-se por sua versatilidade, através das combinações de enrolamentos de campo: Derivação Série Independente Podem ser utilizados tanto para motor quanto como gerador. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

35 Motor de Corrente Contínua Aplicações: Guinchos e guindastes; Veículos de tração; Prensas; Elevadores; Etc. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

36 Motor de Corrente Contínua Partes componentes de uma máquina CC: Estator (enrolamento de campo): nome dado à parte fixa do motor, onde as bobinas estão prontas para receber corrente contínua e produzir um campo magnético fixo; Rotor (enrolamento de armadura): nome dado à parte móvel do motor, que também recebe corrente contínua e produz campo magnético; Comutador: garante que a corrente que circula nas bobinas da armadura seja sempre no mesmo sentido; Escovas: feitas de liga de carbono, e estão em constante atrito com o comutador, sendo responsáveis pelo contato elétrico da parte fixa do motor com a parte móvel. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

37 Motor de Corrente Contínua [3] Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1

38 Referências Bibliográficas [1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; Máquinas Elétricas, 6ª ed., Bookman, [2] Nascimento Jr., G. C.; Máquinas Elétricas – Teoria e Ensaios, 4ª ed., Ed. Érica, [3] Notas de Aula da Disciplina Elementos de Máquinas e Motores, Prof. Pedro Ornelas, Universidade Federal da Bahia, UFBA, {http://www.eletronica.org/arquivos/MotoresCC.pdf}http://www.eletronica.org/arquivos/MotoresCC.pdf [4] Artigo sobre motor elétrico disponível na Wikipédia. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete Aula 1


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